مولد النيتروجين للتثبيط

أنواع مُولّدات النيتروجين للخَمول

تُقدّم الصناعة أنواعًا عديدة من مُولّدات النيتروجين للخَمول، كلّها مصمّمة لإنتاج النيتروجين، لكنّها تختلف في مبادئ عملها.

• فاصلات الغشاء

  تستخدم فاصلات الغشاء تقنية غشاء نفّاذة انتقائية لفصل النيتروجين عن الغازات الأخرى. تُعدّ هذه الفاصلات مضغوطة وسهلة التركيب. تسمح ألياف الغشاء بتسرب النيتروجين بينما تُمنع الغازات الأخرى، مثل الأكسجين. تتمتع فاصلات الغشاء بميزة استهلاك الطاقة المنخفضة ويمكنها العمل بشكل جيد مع محتوى الأكسجين المتغيّر.

• مُولّدات النيتروجين PSA

  تستغل مُولّدات النيتروجين PSA (امتصاص التذبذب الضغطي) لخَمول خصائص موادّ الامتصاص لفصل الغازات. تتميز هذه المُولّدات بوجود برجين امتصاص متطابقين مُملّئين بمنخل جزيئي للكربون (CMS) بمثابة المادّة الماصّة. عند ارتفاع الضغط الجوي، يمتص CMS الأكسجين والغازات الأخرى، ويخرج النيتروجين كمنتج. يؤدي زيادة وخفض الضغط في الأبراج إلى تفريغ CMS من الغازات الأخرى. تسمح هذه العملية بتجديد CMS وتُمكن البرج من العمل مجدّدًا. بشكل عام، تعمل الأبراج بالتناوب. تتمتع مُولّدات النيتروجين PSA بمعدّل استرداد عالٍ للنيتروجين. يمكن أيضًا ضبط نقائها حسب الحاجة. لكنّ المُولّدات تتطلب صيانة أكثر من فاصلات الغشاء.

• مُولّدات النيتروجين VPSA

  تعمل مُولّدات امتصاص التذبذب الضغطي بالفراغ (VPSA) بشكل مشابه لمُولّدات PSA. تستخدم مُولّدات VPSA زيادة وخفض الضغط للسماح للأكسجين والغازات الأخرى بالامتصاص بواسطة CMS. ما يميّز VPSA عن PSA هو أنّ VPSA تعتمد على تقنية الفراغ. يساهم استخدام الفراغ في تحسين كفاءة خرج النيتروجين ويُسهّل معدل التدفق الكبير.

• تقنية ASPEN

  تقنية ASPEN (معالجة المكدّس بالامتصاص مع تحسين النيتروجين) NitroGen هي تقنية حاصلة على براءة اختراع تُستخدم من قبل بعض الشركات المُصنّعة لفصل الغازات. تُحسّن وسيلة الفصل المحدّدة ومزايا التحكم في العملية لهذه التقنية من غلة النيتروجين بكفاءة وتُوفّر مرونة لضبط نقاء النيتروجين.

• مُولّدات النيتروجين MEMS

  تُعدّ مُولّدات النيتروجين MEMS (النظم الكهروميكانيكية الدقيقة) مُولّدات فصل الغازات المصغّرة. تتميّز بأغشية مُصنّعة بشكل دقيق ذات مساحات سطح عالية. يُتيح مقياس MEMS المصغر راحة توليد النيتروجين المحمول. يكون وقت استجابتها لتغيرات الضغط سريعًا، مما يُمكنها من توفير النيتروجين عند الطلب. تُعدّ مُولّدات MEMS أساسية في الصناعات التي تُفضّل حلول توليد النيتروجين المضغوطة.

المواصفات والصيانة

المواصفات

• معدّل التدفق:

  يُعدّ معدل تدفق مُولّد النيتروجين كمية النيتروجين التي ينتجها في وحدة زمنية، ويُقاس عادةً بالأقدام المكعبة في الدقيقة (CFM). سيحدّد معدل التدفق كمية النيتروجين التي يمكن للمُولّد توفيرها للتطبيق المعين.

• النقاء:

  نقاء النيتروجين الذي ينتجه المُولّد، ويُقاس كنسبة مئوية. تتطلب بعض التطبيقات نيتروجينًا بنقاء 99.9% أو أعلى.

• الضغط:

  الضغط الذي يتمّ تسليم النيتروجين به، ويُقاس بالباوند لكلّ بوصة مربعة (PSI). يجب أن يتطابق ضغط تشغيل مُولّد النيتروجين مع متطلبات الضغط للتطبيق.

• متطلبات الطاقة:

  الطاقة الكهربائية المطلوبة لتشغيل مُولّد النيتروجين، ويُقاس عادةً بالكيلوواط (kW).

• الأبعاد والوزن:

  الحجم المادي ووزن مُولّد النيتروجين، مما سيحدّد كيفية تركيبه ونقله.

• نطاق درجة الحرارة:

  نطاق درجة الحرارة التي يمكن لمُولّد النيتروجين العمل فيها بشكل فعال وآمن.

الصيانة

تضمن الصيانة المناسبة أداء مُولّد النيتروجين لخَمول بشكل موثوق به وعمر افتراضي طويل. إليك بعض نصائح الصيانة:

• يجب فحص مرشّحات مُولّد النيتروجين واستبدالها بشكل منتظم. ستعتمد فترات الصيانة على معدل تدفق المُولّد وجودة الهواء الداخل.
• من الضروري فحص مُولّد النيتروجين بشكل دوري. ابحث عن أي أضرار أو توصيلات فضفاضة أو علامات تسرب الغاز. أجرِ إصلاحات سريعة إذا تمّ تحديد أي مشكلات.
• جدّول الصيانة لأغشية النفاذية للأكسجين أو خراطيش PSA. قد تحتاج هذه المكونات إلى تنظيفها أو معايرتها أو استبدالها بعد عدد معين من ساعات الخدمة، اعتمادًا على توصيات الشركة المُصنّعة.
• حافظ على نظافة مُولّد النيتروجين والمنطقة المحيطة به. سيكون هناك خطر أقلّ من التلوث أو الأعطال إذا تمّ إزالة الحطام والأوساخ.
• تحقق من مُعلمات تشغيل مُولّد النيتروجين واحتفظ بها، بما في ذلك الضغط ودرجة الحرارة. تأكد من أنها ضمن النطاقات الموصى بها لضمان الأداء الأمثل والكفاءة.
• درّب الموظفين المسؤولين عن تشغيل وصيانة مُولّد النيتروجين. زوّدهم بالمعرفة والمهارات اللازمة للتعامل مع المعدّات بشكل صحيح وآمن.

السيناريوهات

يمكن للصناعات التالية الاستفادة من استخدام مُولّد نيتروجين لخَمول.

• النفط والغاز

  يعتمد قطاع النفط والغاز بشكل كبير على خَمول النيتروجين. يُستخدم لجعل رؤوس الآبار وخزانات التخزين آمنة عن طريق التخلّص من الغازات القابلة للاشتعال قبل القيام بأي عمل أو صيانة. كما يُساعد على تقليل مخاطر الانفجارات أثناء استخراج النفط والغاز وتكريره ونقله في خطوط الأنابيب والمضخات والخزانات من خلال الحفاظ على مستويات منخفضة من الأكسجين في المناطق عالية الخطورة.

• صناعة الكيميائيات

  تستخدم صناعة الكيميائيات مُولّدات النيتروجين لأغراض متعدّدة، مثل التعامل مع الموادّ الكيميائية شديدة التفاعل وممارسات التخزين الجيدة. على سبيل المثال، يُستخدم النيتروجين في المفاعلات أو خزانات التخزين لتقليل مخاطر الانفجارات أو التفاعلات الكيميائية من خلال الحفاظ على مستوى منخفض من الأكسجين عن طريق الخَمول.

• التعدين

  في التعدين، خاصةً بالنسبة للمعادن القيّمة مثل الذهب أو الفضة، يمكن أن يكون مُولّد النيتروجين مفيدًا. تساعد المُولّدات في إنشاء أنفاق آمنة عن طريق تقليل مستويات الأكسجين حيث توجد فرصة لحدوث احتراق تلقائي أو حريق. علاوةً على ذلك، في مصانع معالجة المعادن، يمنع النيتروجين أكسدة خامات المعادن أثناء التخزين والنقل.

• الأغذية والمشروبات

  تُستخدم مُولّدات النيتروجين في مجال الأغذية والمشروبات للحفاظ على نضارة المنتجات وإطالة عمرها الافتراضي. على سبيل المثال، في تخمر البيرة، حفظ النبيذ ومنتجات الطعام القائمة على الدهون. عادةً ما يُضخ النيتروجين في حاويات التعبئة لخلق جو خامل يمنع نمو الميكروبات ويمنع تلف الطعام.

• الصيدلة

  تُستخدم مُولّدات النيتروجين على نطاق واسع في قطاع الصيدلة. يستخدمون N2 لأمثلة مثل حماية الأدوية الحساسة من التلف، والتدهور التأكسدي، والحفاظ على فاعلية وفعالية الأدوية. علاوةً على ذلك، تنظّف مُولّدات N2 المعدّات والأوعية وأنظمة الأنابيب، وبالتالي تُجنّب التلوث أثناء تصنيع الأدوية.

• اللوجستيات والتخزين

  تلعب مُولّدات النيتروجين دورًا في مجال اللوجستيات والتخزين أيضًا. تساعد في الحفاظ على المنتجات القيّمة في المستودعات، خاصةً المنتجات الكيميائية والصيدلانية. من خلال الحفاظ على مستويات منخفضة من الأكسجين، يحمي النيتروجين من الاحتراق ويضمن أمان السلع.

• تصنيع المعادن

  تُعدّ مُولّدات النيتروجين مهمّة جدًا لصناعة المعادن، خاصةً عند التعامل مع سبائك المعادن والموادّ المعدنية التفاعلية. تستخدم صناعات تصنيع المعادن N2 للّحام والقطع وحماية الأدوات. علاوةً على ذلك، أثناء التخزين والنقل، يمنع N2 الأكسدة والتآكل. أخيرًا، تساعد مُولّدات N2 في تنقية وتنظيف خطوط أنابيب الغاز والمفاعلات والأفران.

كيفية اختيار مُولّد نيتروجين لخَمول

عند اختيار مُولّد نيتروجين لخَمول، يجب مراعاة العديد من العوامل الحاسمة بعناية لضمان أنّ النظام المُختار متوافق مع الاحتياجات التشغيلية ومتطلبات السلامة وقيدود التكلفة.

• معدّل التدفق والسعة

  حدّد معدل التدفق الأقصى للنيتروجين الذي يحتاجه المُستخدم لتطبيق الخَمول. ضع في الاعتبار عوامل مثل حجم المساحة التي تتطلب خَمولًا مستمرًا أو دوريًا، ونسبة تخفيف النيتروجين المستهدفة أو تركيزها، واحتياجات التوسع المستقبلية المحتملة. بعد تقييم الاحتياجات الحالية والمستقبلية، اختر مُولّدًا يوفّر سعة كافية لتجنّب أي نقص.

• تقنية الخَمول والكفاءة

  افهم الطرق المختلفة لإنتاج النيتروجين، على سبيل المثال، PSA و MSA، واختر التقنية الأنسب للتطبيق المحدّد. ضع في الاعتبار عوامل مثل كفاءة الفصل، واستهلاك الطاقة، وجودة النيتروجين المُنتج. تأكد من أنّ المُولّد المُختار يوفّر نقاء النيتروجين المطلوب لخَمول فعّال.

• التكامل والتشغيل الآلي

  إذا كان ذلك ينطبق، فافحص قدرات التكامل والتشغيل الآلي لمُولّد النيتروجين. حدّد ما إذا كان من الضروري توصيل الأجهزة من خلال بروتوكولات الاتصال بنظام تحكم مركزي. ضع في الاعتبار مستوى التشغيل الآلي المطلوب للمراقبة وتسجيل البيانات والتحكم عن بُعد. اختر مُولّدًا يمكن دمجها بسلاسة في أنظمة التحكم الموجودة ويوفّر ميزات التشغيل الآلي المطلوبة لزيادة كفاءة التشغيل والراحة.

الأسئلة الشائعة

س1: ما هي المُولّدات المُستخدمة لتوليد غاز النيتروجين بأمان؟

ج1: NiGen® (مُولّد نيتروجين) هو المُولّد الأكثر استخدامًا لتوليد غاز النيتروجين بأمان.

س2: كيف يعمل مُولّد النيتروجين؟

ج2: يفصل مُولّد النيتروجين النيتروجين عن الغازات الأخرى في الهواء، باستخدام تقنيات مختلفة مثل امتصاص التذبذب الضغطي، أو فصل الغشاء، أو الفصل الغازي.

س3: لماذا استخدام مُولّد النيتروجين؟

ج3: يوفّر مُولّد النيتروجين إمدادًا فعالًا من حيث التكلفة بالنيتروجين في الموقع لمختلف التطبيقات، مما يقلّل الاعتماد على المورّدين الخارجيين ويضمن إمدادًا مستمرًا بالنيتروجين.

س4: ما هو الفرق بين مُولّدات النيتروجين وأسطوانات النيتروجين؟

ج4: تُنتج مُولّدات النيتروجين غاز النيتروجين في الموقع من الهواء الجوي، بينما تحتوي أسطوانات النيتروجين على غاز نيتروجين مضغوط ويجب إعادة ملئها عند نفاذها.